水平四自由度裝配機器人的設計及其運動學和動力學仿真分析.pdf

1、本文以水平四自由度裝配機器人手臂為研究對象,采用虛擬樣機技術對機械系統(tǒng)進設計,利用虛擬樣機軟件ADAMS的運動學和動力學仿真功能,對水平四自由度裝配機器人手臂的運動學和動力學特性做了深入研究;而仿真分析結(jié)果可以指導修改零件的結(jié)構設計或調(diào)整零件的材料。虛擬樣機技術的應用對于提高產(chǎn)品品質(zhì),降低產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)成本具有很大作用。首先建立了水平四自由度裝配機器人手臂的模型,并依據(jù)以上模型建立了水平二連桿機器人手臂的運動學和動力學方程;從理論上對水

2、平二連桿機器人手臂的運動學和動力學規(guī)律進行研究。對二連桿機器人手臂在水平狀態(tài)下僅考慮總的動能,而忽略由于手臂撓曲變形而產(chǎn)生的位能變化。運用拉格朗日功能平衡法來計算二連桿機器人手臂系統(tǒng)的拉格朗日函數(shù)L。
　　通過對二連桿機械手系統(tǒng)的分析,可以求得如下參數(shù)及方程。1.計算任一連桿上任一點的速度;2.建立二連桿機械手系統(tǒng)的運動學方程;3.計算各連桿的動能和機械手的總動能;4.建立機械手系統(tǒng)的拉格朗日函數(shù);5.對拉格朗日函數(shù)求導,以得到動

3、力學方程式。在機器人手臂的運動學和動力學仿真分析方面,利用ADAMS做運動學和動力學仿真,可以得到各桿件的任一點的位置、速度、加速度、作用力、力矩、各連桿的動能和機械手的總動能等;輸入密度等資料,可求出質(zhì)心信息。以上信息的取得對于機器人手臂的設計可以起到支持作用。結(jié)構振動是研究機械設備運動和力學問題的重要基礎。機械設備,特別是運動機械,由于振動問題引起的機械故障率高達60％~70%。它常常是造成機械和結(jié)構惡性破壞和失效的直接原因?，F(xiàn)在振